8051单片机接口与DAC0832并行D-A转换器

DAC0832内部包含两级锁存器，具有两级锁存控制功能。在同时使用多片DAC0832时，需要实现多个参数模拟量的同时执行输出，以便实现同步输出控制，这时的接口方式称为双缓冲连接方式，这在一些应用中很有用。如果应用系统只有一路D-A转换，或者多路D-A转换不需要同时输出模拟量时，可以采用单缓冲接口方式。下面详细介绍DAC0832单缓冲方式或双缓冲方式的应用。

1.单缓冲方式

单缓冲方式是指DAC0832内部的两个数据缓冲器一个处于直通方式，另外一个处于受单片机控制的锁存方式。如图14-17所示为单缓冲方式的接口电路。

图14-17 STC15W4K32S4单片机与DAC0832的单缓冲接口电路

由图14-17中可见，WR2和XFER引脚接地，因此DAC0832内部的8位DAC寄存器工作于直通方式，8位DAC寄存器一直有效，只要有数据输入到8位输入寄存器就启动A-D转换。8位输入寄存器受CS和WR1端的信号控制，片选端CS由地址线A0控制。由于高8位地址线（P2）没有使用，实际只用了低8位的1根地址线A0，故DAC0832的编址为0FEH或00H。只要单片机执行如下2条指令，就可在CS和WR1上产生低电平信号，使DAC0832接收单片机输出的数字量。

【例14-8】 DAC0832用作波形发生器。根据图14-17所示电路编程，使D-A转换器输出锯齿波、三角波和矩形波。

在图14-17中，运算放大器A用作电流变换，输出的模拟电压V_o直接反馈到R_fb，因此这种连接电路产生的模拟输出电压是单极性的。

（1）产生锯齿波

程序从0开始逐次加1输入数字量进行D-A转换，输出的模拟量也成正比增大。当A=FFH时，再加1则为00H，模拟输出也为0V，然后又重复上述过程。不断循环，在运算放大器的输出端就能输出锯齿波，波形如图14-18所示。但实际上，这个波形的每个周期的上升斜边分成256个小台阶，每个小台阶暂留时间为执行程序中后3条指令的执行时间。因此，若在程序的INC A指令的前、后插入NOP指令延时，则可以改变锯齿波的频率。如果要提高波形频率，则需要通过提高系统的时钟频率或减少转换次数来实现。

（2）产生三角波

输出的三角波如图14-19所示。

（3）产生矩形波

DELAY1、DELAY2为两个延时子程序，分别决定输出矩形波的高、低电平的持续宽度。矩形波如图14-20所示。矩形波的频率也可采用调节延时时间长短的方法来改变。

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图14-18 DAC产生锯齿波

图14-19 DAC产生三角波

图14-20 DAC产生矩形波

2.双缓冲方式

对多路的D-A转换，要求同步输出D-A转换信号时，必须采用双缓冲方式（如图14-21所示）。以双缓冲方式工作时，控制DAC0832的数字量输入锁存和D-A转换器的转换输出需要分两步完成：

图14-21 两片DAC0832与单片机的双缓冲接口电路

1）首先单片机通过A₂和WR信号控制1#DAC0832的LE1有效，并将X方向的数字量锁存到其内部的8位输入寄存器（参考图14-12所示的DAC0832的逻辑结构）。

2）然后单片机通过A₁和WR信号控制2#DAC0832的LE1有效，并将Y方向的数字量锁存到其内部的8位输入寄存器。

3）最后单片机通过A0和WR信号控制1#和2#DAC0832的LE2同时有效，并将8位输入寄存器的数字量送入DAC寄存器，同时启动D-A转换。

采用图14-21所示的双缓冲接口，输出的模拟电压V_X和V_Y可以用来控制X-Y绘图，则应把V_X和V_Y分别加到X-Y绘图仪的X通道和Y通道。而X-Y绘图仪由X、Y两个方向的步进电动机驱动，其中一个电动机控制绘笔沿X方向运动；另一个电动机控制绘笔沿Y方向运动。因此，对X-Y绘图仪的控制有两点基本要求：一是需要两个D-A转换器分别给X通道和Y通道提供模拟电压信号，使绘图笔能沿X-Y轴作平面运动；二是两路模拟信号要同步输出，使绘制的曲线光滑，否则绘制的曲线就会呈现阶梯状。采用双缓冲的编程思路即可实现控制绘图仪在平面上绘图的目的。

【例14-9】 假设STC15W4K32S4单片机内部RAM中存储有两个长度为20HB的数据块，其起始地址分别为Addr1和Addr2，根据图14-21，编程实现将Addr1和Addr2中数据分别从1#和2#DAC0832同步输出，模拟量控制绘图仪在平面上绘制出曲线上的X、Y坐标点。

图14-21所示接口电路采用的是总线接口方式，未使用高8位地址，只用到3根低位地址线，所以地址可采用16位或8位表示，未使用的地址可以当作“0”或“1”电平看待。因此，计算出DAC0832各端口地址。FBH或03H：1#DAC0832数字量输入控制端口；FDH或05H：2#DAC0832数字量输入控制端口；FEH或06H：同时对1#和2#DAC0832启动D-A转换器转换端口。

编程时用到的资源分配如下：R0作为X方向数据指针，R1作为Y方向数据指针；DPTR作为D-A寄存器端口寻址，R2存储数据块长度。

编写的相应程序段如下：